手機芯片上位 超級電腦CPU 將被替代

回顧處理器的發(fā)展史，智能手機芯片將替代更昂貴、能耗更高的X86處理器，用在超級電腦中。巴塞羅那超級計算中心研究者表示：“歷史總是在重復。移動處理器是否已經(jīng)為超性能計算機準備就緒?”

芯片發(fā)展趨勢：便宜、節(jié)能

研究人員指出，歷史上，較便宜的芯片增長更快、價格更高的處理器從高性能系統(tǒng)中掃蕩出局。1993年時，超級電腦500強基本被向量處理器替代。后來，它被更便 宜的RISC處理器替代(比如IBM Power處理器)，10多年前，RISC處理器在超級電腦中的使用達到高峰。最終，RISC處理器又被更便宜的商用處理器(英特爾Xeon、AMD Opteron)替代，目前超級電腦500強有400多臺用的就是這類處理器。過渡有一個共同點：微處理器扼殺向量處理器，主要是因為“明顯便宜、明顯更省電”。

低能耗芯片采用ARM設計，它已經(jīng)用在大多智能手機和平板中。英特爾雖然推出Atom處理器競爭，但成功有限，Atom本來是面向上網(wǎng)本設計的，它采用X86架構。

一些企業(yè)開始采用移動芯片制造服務器，削減數(shù)據(jù)中心能耗。智能手機芯片看起來很適合完成一些工作，比如海量小負荷處理，如提供搜索結果、處理社交網(wǎng)上的 “Like(贊)”功能。如果軟件需要更強的計算能力，比如大型數(shù)據(jù)庫應用、ERP系統(tǒng)，最好還是用Xeon、Opteron芯片。

巴塞羅那計算中心之所以成立，有一個目標就是開發(fā)原型系統(tǒng)，改進每瓦特性能。該組織由西班牙、歐盟出資組建，它已經(jīng)采用Nvidia四核Tegra 3芯片建造服務器。Tegra 3采用的是ARM Cortex-A9處理器設計。它還使用三星雙核Exynos 5(基于Cortex-A15)設計服務器。

報告比較了三款處理器的表現(xiàn)：三星1.7Ghz雙核Exynos 5250，Nvidia 1.3Ghz四核Tegra 3處理器，英特爾2.4Ghz四核Core i7-2760QM處理器(這是一款臺式機處理器)。

結果發(fā)現(xiàn)，Tegra 3最高頻率比Tegra 2快1.4倍;Exynos 5比Tegra 3快1.7倍;英特爾四核Core i7-2760QM處理器的最高頻率比ARM Cortex-A15快3倍;但ARM平臺比英特爾平臺更節(jié)能。

研究者認為，在單核情況下，ARM處理器的節(jié)能性比英特爾處理器好，因此在高性能計算機環(huán)境下，采用ARM處理器效率更高。在多核情況下，如果時鐘頻率一樣，ARM處理器比英特爾X86處理器效率更高，但在最高性能水平上英特爾芯片效率要高些。

Nvidia Tegra 3處理器和三星Exynos 5250都是ARM架構處理器，二者對比，在單核性能對比下，Exynos 5250比Tegra 3快1.7倍。

ARM轉(zhuǎn)戰(zhàn)服務器

最近惠普推出了Moonshot服務器，它采用英特爾低能耗Atom芯片。未來，Moonshot服務器也會采用ARM處理器。戴爾也已經(jīng)開發(fā)原型ARM服務器。

巴塞羅那計算機中心指出，ARM設計的一些缺陷導致它在在服務器中的發(fā)展受到阻礙。今天，ARM處理器采用的是32位設計，內(nèi)存尋址受到限制，它還缺少錯誤修正技術，沒有采用標準I/O接口。

ARM已經(jīng)推出64位設計，Calxeda、AMD、AppliedMicro預計都會推出64位ARM芯片，它們統(tǒng)一了I/O接口和網(wǎng)絡功能。

研究者認為，一旦ARM服務器市場風生水起，技術問題將會迎刃而解，從而刺激競爭，導致價格進一步下降。報告稱：“移動處理器品質(zhì)卓越，高性能計算機對它很有興趣。我們應該準備好接受這種改變，在改變發(fā)生之前準備好。”